1、收稿日期:2022-03-27;修订日期:2022-04-27。基金项目:国家自然科学基金资助项目(21572196，21871227)。第一作者简介:朱美军(1975 )，汉族，江苏扬州人，硕士，主要从事有机合成研究，E-mail:happyfengjunyang126 com。通信联系人:颜朝国，教授，E-mail:cgyan yzu edu cn。合成化学，2023，31(3)，210 215Chin J Syn Chem 2023，31(3)，210 215http/hchxcioc com快递论文串联 3+2 环加成和丁炔二甲酸酯参与的扩环反应合成新型螺吲哚酮和螺二氢喹啉类化合物朱美
2、军1，吴文涛2，韩莹2，颜朝国2*(1 江海职业技术学院，江苏 扬州225101;2 扬州大学 化学化工学院，江苏 扬州225002)摘要:因具有原料易得、方法简便、反应步骤和分离步骤少等特点，多组分反应和串联反应在有机合成中获得广泛的应用。本文报道一种简洁高效的串联反应合成螺环化合物的新方法。通过硫代脯氨酸、靛红和双查尔酮先在甲醇中进行 3+2 环加成反应，然后在甲醇回流条件下与丁炔二酸二甲酯通过扩环反应，分别生成了结构新颖的含巯基的螺吲哚酮化合物和螺二氢喹啉衍生物，其结构经 I，H-MS，1H NM 和13C NM 表征，并确定了单晶分子结构。该反应具有原料简单易得，操作简便，原子经济性高
3、等优点。关键词:硫代脯氨酸;缺电子炔烃;螺环化合物;3+2 环加成反应;串联反应;扩环反应中图分类号:O62文献标志码:ADOI:10 15952/j cnki cjsc 1005-1511 22043Synthesis of Novel Spirooxindole and Spirodihydroqinoline byDomino 3+2Cycloaddition and AcetylenedicarboxylatePromoted ing-expansion eactionZHU Meijun1，WU Wentao2，HAN Ying2，YAN Chaoguo2*(1 Jianghai P
4、olytechnic College，Yangzhou 225101，China;2 College of Chemistry Chemical Engineering，Yangzhou University，Yangzhou 225002，China)Abstract:Multicomponent reaction and domino reaction are widely used in organic synthesis becauseof their using readily available raw materials，convenient synthetic method，l
5、ess reaction steps and sep-aration processes a simple and efficient method for synthesizing spiro compounds via domino reactionwas reported in this paper The one-pot 3+2cycloaddition reaction of L-thioproline，isatins andchalcones and sequential ring-expansion reaction with dimethyl but-2-ynedioate i
6、n refluxing methanolresulted in sulfanyl-containing polycyclic spirooxindole and spirodihydroqinoline derivatives The spirocompounds were characterized by I，H-MS，1H NM and13C NM spectroscopy and were con-firmed by single crystal structures The formation mechanism of the two compounds included domino
7、ring-opening and annulation process This reaction has the advantages of using readily available sub-strates，simple operation and high atomic economyKeywords:thioproline;electron-deficient alkyne;spiro compound;3+2 cycloaddition;domino re-action;ring-expansion reaction图 1串联反应合成螺环化合物 1 和化合物 2Figure 1D
8、omino reaction for the synthesis of spiro compounds 1 and 2螺吲哚酮化合物广泛存在于许多天然产物中。大部分螺吲哚酮化合物具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒和抑制胆碱酯酶等多种生物活性1 2。采用简洁及高效的方法合成可能具有某种生物活性的螺吲哚酮衍生物，为新药研究提供先导化合物是有机合成和药物合成领域中的热点话题3 4。在众多的碳环和杂环螺吲哚酮体系中，螺吲哚酮吡咯烷类化合物被认为是有吸引力的药物发现模板，具有广泛的分子多样性5。因其易于合成、官能化途径多和立体选择性而备受关注6。1，3-偶极加成反应是合成螺吲哚酮吡咯烷类化合物的常用方法。该反应具
9、有丰富的区域和立体选择性，通过改变 1，3-偶极中间体和活泼双键化合物的结构，能够获得结构多样的螺吲哚酮吡咯烷类化合物7 15。近年来，本课题组通过多组分反应设计，成功开发了一系列合成螺吲哚酮吡咯烷类化合物的新方法16 20。例如，通过1，3-偶极加成反应得到的螺吲哚酮吡咯烷类化合物与缺电子炔烃的加成反应能够导致螺吲哚酮吡咯烷发生后续的开环和重组过程，其中开环的方式和位置受到化合物结构、取代基效应和反应条件的影响，生 成 多 种 多 样 的 新 型 螺 吲 哚 酮 类 化 合物21 24。为进一步拓展该串联反应在合成复杂结构的含氮杂环化合物的应用，本文报道了通过硫代脯氨酸、靛红和双查尔酮在甲醇
10、中进行 3+2 环加成反应，然后在甲醇回流条件下与丁炔二酸二甲酯通过扩环反应，合成结构新颖的含巯基的螺吲哚酮化合物和螺二氢喹啉衍生物(图 1)的方法。1实验部分1 1仪器与试剂XT-4 型显微熔点测定仪;Agilent DD2 400MHz 型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS 为内标);Bruker Tensor 27 型红外光谱仪(KBr 压片);Bruker maXis 型超高分辨飞行时间质谱仪;BrukerSmart APEX-2 型衍射仪。所用试剂均为化学纯。1 2螺环化合物 1 和 2 的合成称取 L-硫代脯氨酸(0 5 mmol)，5-甲基-1-苄基靛红(0 5 mmol)，双
11、查尔酮(0 5 mmol)，甲醇(20 mL)，加入 50 mL 圆底烧瓶中，回流反应 2 h。加入丁炔二酸二甲酯(2 0 mmol)，继续回流反应12 h。旋蒸除去溶剂，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:石油醚 乙酸乙酯=8 1，V V)纯化得螺环化合物 1 和 2。螺环化合物 1:白色固体，收率 48%，m p201 202;1H NM(400 MHz，CDCl3):7.35(d，J=8.4 Hz，3H，ArH)，7.20 7.10(m，10H，ArH)，7.08(d，J=8.0 Hz，1H，ArH)，7.01(t，J=7.6 Hz，2H，ArH)，6.91(d，J=8.0Hz，1H，ArH)，
12、6.42(d，J=16.0 Hz，1H，CH)，6.18(d，J=16.0 Hz，1H，CH)，5.73(s，1H，CH)，4.81 4.67(m，3H，CH，CH2)，4.51(t，J=6.8 Hz，1H，CH)，4.36 4.27(m，2H，CH，CH2)，3.87(s，3H，OCH3)，3.40(s，3H，OCH3)，3.37(s，3H，OCH3)，3.41 3.33(m，4H，CH，OCH3)，3.13(d，J=12.8 Hz，1H，CH2)，2.35(s，3H，CH3)，2.34(s，3H，CH3)，2.30(s，3H，CH3);13C NM(101 MHz，CDCl3):192.6
13、，175.6，166.2，165.72，164.3，163.9，148.6，148.2，144.4，141.5，139.8，137.7，135.2，133.8，133.0，131.0，130.5，129.7，129.6，128.5，128.5，128.4，127.4，125.2，124.6，115.0，109.5，97.0，73.3，64.5，63.2，53.1，52.5，51.8，51.1，48.8，45.5，32.8，21.5，21.1，21.0;I(KBr)v:3407，2857，112第 3 期朱美军等:串联 3+2 环加成合成新型螺吲哚酮和螺二氢喹啉类化合物2737，1910，159
14、4，1498，1036，977，883，812，746cm-1;H-MS(ESI)m/z:Calcd.forC49H48N2NaO10S M+Na+879.2922，found879.2911。螺环化合物 2:淡黄色固体，收率 40%，m p 212 214;1H NM(400 MHz，CDCl3):7.48(d，J=7.6 Hz，2H，ArH)，7.38(t，J=7.6 Hz，2H，ArH)，7.24(d，J=7.4 Hz，1H，ArH)，7.13(s，4H，ArH)，6.99(d，J=8.0 Hz，2H，ArH)，6.96 6.88(m，2H，ArH)，6.87 6.77(m，3H，ArH
15、)，6.66 6.53(m，2H，CH，ArH)，5.88(s，1H，CH)，5.19(d，J=16.8 Hz，1H，CH2)，5.03(d，J=17.2 Hz，1H，CH2)，4.22(s，1H，CH)，4.03(t，J=7.6 Hz，1H，CH)，3.86(s，3H，OCH3)，3.79(s，3H，OCH3)，3.72(s，3H，OCH3)，3.71(s，3H，OCH3)，2.89(dd，J1=14.0 Hz，J2=7.6 Hz，1H，CH2)，2.77(dd，J1=14.2 Hz，J2=7.6 Hz，1H，CH2)，2.36(s，3H，CH3)，2.27(s，3H，CH3)，2.25(s
16、，3H，CH3);2.26(d，J=6.8 Hz，6H，CH3);13C NM(101 MHz，CDCl3):198.7，174.8，165.5，163.8，162.4，161.6，147.8，141.8，138.9，138.7，138.1，137.5，136.8，136.4，132.9，131.9，129.5，129.3，129.2，128.7，127.6，126.9，126.6，123.4，120.7，120.3，115.5，115.3，104.5，103.5，67.8，56.4，53.3，53.2，52.2，51.9，51.6，34.8，21.2，21.1，20.5;I(KBr)v:3401，2816，2717，1912，1583，1031，967，880，810，737cm1;H-MS(ESI)m/z:Calcd.forC49H46N2NaO9S M+Na+861.2816，found861.2807。2结果与讨论2 1合成参照文献14 15 方法，将等当量的硫代脯氨酸，靛红和双查尔酮在甲醇中加热回流 2 h，不加分离，继续加入丁炔二酸二甲酯在甲醇中加热回流，通过 TLC 检测